一種帶有料渣凈化單元的處理養(yǎng)殖場廢棄物的設(shè)備和方法
【專利摘要】一種帶有料渣凈化單元的處理養(yǎng)殖場廢棄物的設(shè)備和方法，設(shè)備包括處理單元(36)、混合單元(12)、厭氧發(fā)酵反應(yīng)器(17)和料渣凈化單元，其中厭氧發(fā)酵反應(yīng)器(17)至少包括殼體(18)、攪拌部分(22)、容納部分(24)、檢測單元(25)和控制單元(26)，控制單元(26)按預(yù)定比例混合畜禽糞便和廢水形成混合原料，發(fā)酵溫度在恒溫35℃和酸堿度在6.8-7.4之間時，控制單元(26)發(fā)送信號啟動攪拌電機驅(qū)動攪拌器攪動厭氧發(fā)酵反應(yīng)器(17)內(nèi)的混合原料進(jìn)行消化反應(yīng)，產(chǎn)生沼氣和排出料渣，所述料渣在料渣凈化單元中被凈化。所述方法還包括通過出料部分排出一定料渣后再泵入一定量的混合原料進(jìn)入混合原料進(jìn)料口。
【專利說明】一種帶有料渣凈化單元的處理養(yǎng)殖場廢棄物的設(shè)備和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及環(huán)境保護(hù)、能源【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種帶有料渣凈化單元的處理養(yǎng) 殖場廢棄物的設(shè)備和方法，具體地是用于處理養(yǎng)殖場的畜禽糞便以及廢水的設(shè)備和方法。 最具體地是，本發(fā)明涉及一種帶有料渣凈化單元的用于一體地處理養(yǎng)殖場的畜禽糞便以及 擠奶間廢水的設(shè)備和方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著畜禽養(yǎng)殖業(yè)的迅速發(fā)展隨著畜禽養(yǎng)殖業(yè)的迅速發(fā)展，產(chǎn)生的廢棄物對環(huán)境的 污染是非常嚴(yán)重的。畜禽糞便中有機氮素含量較高，已成為水體富營養(yǎng)化的主要原因，高濃 度有機廢水排入江河湖地表水體中，可使水中懸浮固體物（SS)、化學(xué)耗氧量（C0D)、五日生 化耗氧量（B0D5)、N、P和微生物含量升高，當(dāng)污染物超過水體自凈能力時，水質(zhì)不斷惡化。
[0003] 畜禽糞便中所含有機物大致可以分為兩類：碳水化合物和含氮化合物。畜禽糞便 中含有大量的致病微生物和寄生蟲卵，如果不及時處理會對人體有害的影響。由豬、牛和禽 類分別帶來的疾病種數(shù)是26、26和24種，傳播的媒介主要是畜禽糞便。由于抗生素的使用 而產(chǎn)生的耐藥菌跟著廢水和糞肥的使用，進(jìn)入到環(huán)境，可能通過相關(guān)的作用將抗性基因轉(zhuǎn) 移至人類病原菌，對人類健康產(chǎn)生威脅。
[0004] 廢水沒有處理直接進(jìn)入土壤，土壤中的微生物會將廢水中的蛋白質(zhì)、脂肪等有機 質(zhì)分解。其中含氮有機物首先被分解為NH3,接著進(jìn)一步被氧化成N02-或N03-;而含碳有 機物，則被微生物分解成二氧化碳和水，從而使土壤得到自然凈化。如果土壤自身的凈化能 力不足以處理進(jìn)入土壤的污染物，污染物降解不充分，容易產(chǎn)生惡臭物質(zhì)和有害物質(zhì)。如亞 硝酸鹽，導(dǎo)致破壞土壤原有的功能。
[0005] 20世紀(jì)70年代初為了更好的發(fā)展厭氧技術(shù)，美國戈什和波蘭特公開了一種兩相 厭氧發(fā)酵方法，產(chǎn)甲烷相和產(chǎn)酸相是其工藝組成部分，從生物學(xué)角度來看，由于產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸 菌和產(chǎn)甲烷菌是共生互營菌，因而把他們劃為一相，即產(chǎn)甲烷相；而把發(fā)酵細(xì)菌化為另一 相，即產(chǎn)酸相。由于產(chǎn)酸菌種類很多，生長快，對環(huán)境條件變化不太敏感；相反產(chǎn)甲烷菌則不 同，它有較強的專一性，對環(huán)境要求較高，繁殖速度緩慢，物理化學(xué)法和動力學(xué)控制法是主 要的相分離技術(shù)。
[0006] ArsovR把兩相厭氧技術(shù)運用到生活廢水處理中，表明無論是產(chǎn)甲烷相還是產(chǎn)酸相 都遵守Monod動力學(xué)有關(guān)原理，通過對酸相水力條件和甲烷相顆粒污泥的控制，以提高厭 氧污泥活性并且達(dá)到較高的水平。糞污中的有機物通過厭氧微生物活動被分解為CH4、C02 和水。這種處理方式的特點是：能量消耗低、裝置簡單、容易實現(xiàn)等。最重要的是可以把廢 棄物綜合利用起來，實現(xiàn)資源化處理。通過沼氣設(shè)施處理畜禽糞便，可獲得一定的可再生能 源一沼氣。同時產(chǎn)生的沼液可以被用農(nóng)田有機肥的生產(chǎn)；產(chǎn)生的沼渣經(jīng)過處理也可制成有 機肥料，甚至可用作養(yǎng)魚的飼料。
[0007] EP0794247A1公開了一種發(fā)酵器，其中，將發(fā)酵物裝入一個里面設(shè)置螺旋線的旋轉(zhuǎn) 滾筒內(nèi)。通過該螺旋線將發(fā)酵物栓塞形從進(jìn)料口輸送到腐爛物排料口。這種輸送可以滾筒 的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)進(jìn)行，其中正轉(zhuǎn)，也就是發(fā)酵物向發(fā)酵物排料口方向上的輸送時間上長于反 向上的輸送，從而達(dá)到預(yù)先規(guī)定的發(fā)酵物停留時間。因為所要處理的垃圾還含有并非微不 足道比例的重料和雜質(zhì)，所以采用機械輸送設(shè)備的解決方案（EP0794247A1、EP0476217A1、 DE19624268A1)產(chǎn)生相當(dāng)嚴(yán)重的磨損，因為所使用的輸送設(shè)備和其他內(nèi)裝件會由于含有雜 質(zhì)/重料的沉積物而損壞。
[0008] 專利文獻(xiàn)CN200910071230公開了一種牛糞便三段式處理工藝，在牛糞中加入占 牛糞總體積〇. 5- 2倍的秸桿粉，將牛糞和秸桿的混合原料經(jīng)過好氧發(fā)酵升溫處理后，用裝 載機械送入?yún)捬醴磻?yīng)器中，并多次向厭氧反應(yīng)器內(nèi)的發(fā)酵原料均勻噴灑沼液，調(diào)節(jié)發(fā)酵原 料含水率在75%-80%之間，進(jìn)行一個周期的厭氧發(fā)酵處理，厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼液流至貯 液池用于回用噴灑，反應(yīng)器產(chǎn)生的沼氣經(jīng)過沼氣冷卻、凈化系統(tǒng)后進(jìn)入儲氣裝置，厭氧發(fā)酵 結(jié)束后將發(fā)酵殘渣再經(jīng)過好氧發(fā)酵處理后，發(fā)酵殘渣含水率降至30% - 40%時，停止好氧 發(fā)酵，再經(jīng)過晾曬后，使發(fā)酵殘渣的含水率降至26% - 10%，將發(fā)酵殘渣送到粉碎機中進(jìn) 行粉碎成顆粒狀，制成有機肥，包裝備用。
[0009] 專利文獻(xiàn)CN200910071230不能對廢水進(jìn)行處理，而且產(chǎn)生沼氣效率不高，生產(chǎn)效 率低下。
[0010] 專利文獻(xiàn)CN200610201218公開了一種城鎮(zhèn)居民糞便衛(wèi)生環(huán)保處理方法及所用的 設(shè)施。其中沼氣渣烘干粉碎后加入調(diào)和顆粒生產(chǎn)有機肥。
[0011] 傳統(tǒng)廢棄物處理設(shè)備和方法的問題之一在于，含有雜質(zhì)/重料的沉積物而損壞處 理設(shè)備。傳統(tǒng)廢棄物處理設(shè)備和方法的另一個問題在于無法準(zhǔn)確控制進(jìn)料量、反應(yīng)時機以 及生產(chǎn)周期，生產(chǎn)效率低下，且不能同時對廢水進(jìn)行處理，這是由于傳統(tǒng)設(shè)備中加入廢水會 導(dǎo)致厭氧發(fā)酵反應(yīng)程度，甚至導(dǎo)致反應(yīng)無法實施，影響產(chǎn)氣量。傳統(tǒng)廢棄物處理設(shè)備和方法 的另一個問題在于無法充分利用微生物復(fù)合菌劑，導(dǎo)致生產(chǎn)效率低下。傳統(tǒng)的廢棄物處理 設(shè)備和方法的另一個問題在于，由于無法準(zhǔn)確控制進(jìn)料量等因素，無法得到最佳的反應(yīng)條 件，提高產(chǎn)氣總量比較困難。傳統(tǒng)廢棄物處理設(shè)備和方法的另一個問題在于養(yǎng)殖場糞污厭 氧發(fā)酵副產(chǎn)物沼液屬于的高濃度有機廢水，運用常規(guī)的污水處理技術(shù)能耗很高，經(jīng)濟(jì)上不 可行，如現(xiàn)有技術(shù)中的消化反應(yīng)完成后，對料渣的處理需要加熱烘干，制作有機肥，這個過 程耗費熱能較多，而且制作有機肥耗時太長，無法及時處理周期生產(chǎn)排出的料渣。本發(fā)明利 用由植物的吸收、基質(zhì)的吸附、攔截過濾共同作用的料渣凈化單元對從料渣中分離的廢液 進(jìn)行凈化處理，能低成本、時間可控地達(dá)到凈化目的。
[0012] 本發(fā)明目的設(shè)法克服或至少適度緩和某些或所有的上述問題。
[0013] 本發(fā)明目的進(jìn)一步設(shè)法提供一種帶有料渣凈化單元的處理養(yǎng)殖場廢棄物的設(shè)備 和方法。
[0014] 更進(jìn)一步地，本發(fā)明目的設(shè)法提供一種帶有料渣凈化單元的處理養(yǎng)殖場的畜禽糞 便以及廢水的設(shè)備和方法。所述畜禽糞便以及廢水混合進(jìn)行反應(yīng)不但提高了產(chǎn)氣量且沒有 降低厭氧發(fā)酵反應(yīng)程度。
[0015] 更進(jìn)一步地，本發(fā)明目的設(shè)法提供一種帶有料渣凈化單元的一體地處理養(yǎng)殖場的 畜禽糞便以及擠奶間廢水的設(shè)備和方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0016] 在整個申請的說明書和權(quán)利要求書中，術(shù)語"養(yǎng)殖場廢棄物"及其它們的變體是指 "包括但不限于"養(yǎng)殖場的畜禽糞便以及廢水。術(shù)語"畜禽糞便"至少包括糞便，且它們并非 意在（且不）排除其它部分、添加物。術(shù)語"廢水"及其它們的變體是指"包括但不限于" 擠奶間廢水，且它們并非意在（且不）排除其它部分、添加物。術(shù)語"料渣"及其它們的變 體是指"包括但不限于"消化反應(yīng)完成后排出的料漁，且它們并非意在（且不）排除其它部 分、添加物。術(shù)語"包括"和"包含"以及它們的變體是指"包括但不限于"，且它們并非意在 (且不）排除其它部分、添加物、部件、整體或步驟。在整個申請的說明書和權(quán)利要求書中， 除非上下文另有要求，單數(shù)包括復(fù)數(shù)。特別是，當(dāng)使用不定冠詞時，除非上下文另有要求，本 申請應(yīng)理解為包括復(fù)數(shù)以及單數(shù)。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種帶有料渣凈化單元的處理養(yǎng)殖場廢棄物的設(shè) 備，其包括：
[0018] 處理單元，所述處理單元包括畜禽糞便處理單元和廢水處理單元，所述畜禽糞便 處理單元包括進(jìn)料口，分離單元和出料口，畜禽糞便通過輸送單元從所述進(jìn)料口進(jìn)入所述 分離單元，所述分離單元能夠?qū)⑿笄菁S便和諸如石塊等固體雜質(zhì)分離，分離處理后的畜 禽糞便從所述出料口排出。優(yōu)選地，所述出料口設(shè)有過濾單元，所述過濾單元阻止直徑大于 設(shè)定值的固體雜質(zhì)通過所述出料口。更優(yōu)選地，所述畜禽糞便處理單元進(jìn)一步包括固體雜 質(zhì)排出口，用于將分離的固體雜質(zhì)排出所述畜禽糞便處理單元。所述分離單元能夠?qū)⑿?禽糞便和諸如石塊等固體雜質(zhì)分離，優(yōu)選地，所述分離單元為格柵式分離篩，更優(yōu)選地，所 述格柵式分離篩可通過電機控制分離速度。優(yōu)選地，所述分離單元為滾筒式分離單元。所 述廢水處理單元包括進(jìn)水口，廢水分離單元以及出水口，所述廢水通過輸送管道從所述進(jìn) 水口進(jìn)入所述廢水分離單元，所述廢水分離單元能夠分離廢水中的浮油、泡沫等浮游物以 及固體雜質(zhì)，分離處理后的廢水從所述出水口排出。優(yōu)選地，所述出水口位于所述廢水分離 單元的中部，便于排出分離效果最優(yōu)的廢水。廢水分離單元包括能夠分離廢水中的浮油、泡 沫等浮游物以及固體雜質(zhì)的過濾油污的過濾組件。優(yōu)選地，所述廢水分離單元包括浮游物 排出單元，所述浮游物排出單元能夠?qū)⒁好嫔系母∮挝锱懦觥?yōu)選地，所述進(jìn)料口、出料口、 進(jìn)水口和出水口通過控制單元相應(yīng)的泵和閘進(jìn)行調(diào)整。所述泵優(yōu)選為液壓泵，優(yōu)選地，所述 控制單元根據(jù)生產(chǎn)周期控制進(jìn)料口和進(jìn)水口的輸送速度，所述控制單元根據(jù)生產(chǎn)周期控制 出口和出水口的排出速度。
[0019] 所述處理單元將原料中的固體雜質(zhì)有效排除，避免了雜質(zhì)損壞設(shè)備，將原料中不 利于反應(yīng)的浮油、泡沫等浮游物排出，提高了厭氧發(fā)酵反應(yīng)程度。
[0020] 混合單元，排出處理單元的畜禽糞便通過管道輸入所述混合單元一側(cè)的第一入口 進(jìn)入混合單元，排出處理單元的廢水通過管道輸入所述混合單元另一側(cè)的第二入口進(jìn)入混 合單元，所述混合單元包括用于將畜禽糞便和廢水按預(yù)定比例混合成混合原料的混合部 件。優(yōu)選地，所述混合原料的固體濃度的范圍為6 - 11%。特別地是，所述混合原料的固體 濃度的范圍為10%。
[0021] 本設(shè)備通過將畜禽糞便和廢水按預(yù)定比例混合成混合原料，一體化處理養(yǎng)殖場內(nèi) 的兩種廢棄物，且通過合適比例的配比，在適當(dāng)條件下，不但沒有降低產(chǎn)氣量，反而提高了 產(chǎn)氣量。
[0022] 厭氧發(fā)酵反應(yīng)器包括殼體，進(jìn)料部分、攪拌部分、出料部分、氣體排出部分、容納部 分、檢測單元和控制單元，其中，
[0023] 所述進(jìn)料部分包括混合原料進(jìn)料口，微生物復(fù)合菌劑投放口。所述進(jìn)料部分包括 連接到控制單元的泵和閘，所述控制單元控制泵和閘的開啟和關(guān)閉。
[0024] 微生物復(fù)合菌劑優(yōu)選地來源于沼液。更優(yōu)選地，微生物復(fù)合菌劑來源于已經(jīng)運行 穩(wěn)定的沼氣罐排出的沼液。
[0025] 厭氧發(fā)酵反應(yīng)器是連續(xù)運行的，混合原料進(jìn)料口采用序批式的間斷進(jìn)料。在每次 進(jìn)料前，先將厭氧發(fā)酵反應(yīng)器中的料渣通過出料部分排出一定量后進(jìn)料。
[0026] 設(shè)在殼體上的所述攪拌部分包括至少多個攪拌器，所述攪拌器由連接到控制單元 的攪拌電機驅(qū)動。所述攪拌器包括攪拌軸和攪拌葉片，所述攪拌電機傳動攪拌軸，所述攪拌 葉片在圓周上均勻分布地固定設(shè)置在攪拌軸上且位于厭氧發(fā)酵反應(yīng)器內(nèi)，相鄰的攪拌葉片 的攪拌面積至少一部分重疊，使得厭氧發(fā)酵反應(yīng)器內(nèi)所有地方能夠充分?jǐn)嚢?，所述控制?元控制至少多個攪拌器交替運行?？蛇x地，所述控制單元控制至少多個攪拌器以不同的轉(zhuǎn) 動方向轉(zhuǎn)動。優(yōu)選地，所述攪拌器為2 - 4個，所述攪拌器交叉攪拌。所述攪拌部分設(shè)在殼 體上設(shè)在殼體的頂部部分，優(yōu)選地，所述攪拌部分設(shè)在殼體上設(shè)在殼體的底部部分且采用 潛水式循環(huán)泵進(jìn)行驅(qū)動。
[0027] 攪拌葉片的重疊設(shè)置有利于充分?jǐn)嚢?，本裝置通過研究，在相鄰的攪拌葉片的攪 拌面積重疊一半且相鄰攪拌葉片以相反轉(zhuǎn)動方向旋轉(zhuǎn)時，達(dá)到充分?jǐn)嚢璧臅r間最短。
[0028] 出料部分設(shè)在所述厭氧發(fā)酵反應(yīng)器的殼體的底部，用于排出混合原料反應(yīng)完成后 形成的料渣。所述出料部分連接有抽渣泵可定期排出料渣。
[0029] 氣體排出部分包括出氣口，壓力傳感器和氣體流量計。設(shè)在出氣口用于監(jiān)測所述 厭氧發(fā)酵反應(yīng)器內(nèi)部壓力的所述壓力傳感器連接到控制單元，優(yōu)選地，厭氧發(fā)酵反應(yīng)器包 括設(shè)在殼體上的防爆閥，當(dāng)壓力傳感器檢測到超過壓力閾值的壓力值時，防爆閥可以開啟。 設(shè)在出氣口的所述氣體流量計用于計算出氣量。
[0030] 和所述微生物復(fù)合菌劑投放口連通的所述容納部分包括圓柱形內(nèi)壁、環(huán)繞圓柱形 內(nèi)壁的外壁和連接所述圓柱形內(nèi)壁和外壁底部的底板，其中，所述內(nèi)壁上設(shè)有多個第一孔， 所述外壁上設(shè)有多個第二孔，所述內(nèi)壁和外壁之間的環(huán)形空間填充褶皺軟性生物填料使得 所述環(huán)形空間形成生物膜，延長了生物菌滯留的時間，增加反應(yīng)器內(nèi)微生物密度，提高厭氧 發(fā)酵速度，增加沼氣產(chǎn)氣率。優(yōu)選地，所述褶皺軟性生物填料優(yōu)選為仿照牛瘤胃生物學(xué)特性 的褶皺軟性生物填料。所述厭氧發(fā)酵反應(yīng)單元包括3層圓柱形壁，形成至少兩個環(huán)形空間。 優(yōu)選地，所述厭氧發(fā)酵反應(yīng)單元由聚丙烯或聚乙烯材質(zhì)構(gòu)成。更優(yōu)選地，所述內(nèi)壁和外壁截 面為梯形。
[0031] 本設(shè)備通過容納部分，增進(jìn)了生物菌的滯留時間，提高生產(chǎn)效率，特別是使用內(nèi)壁 和外壁之間的環(huán)形空間填充褶皺軟性生物填料使得所述環(huán)形空間形成生物膜，進(jìn)一步提高 了生產(chǎn)效率，其中第一孔和第二孔的交替排列，有效地緩釋了微生物復(fù)合菌劑投放，更特 別的，優(yōu)選地褶皺軟性生物填料有利于厭氧發(fā)酵反應(yīng)。
[0032] 連接到控制單元的檢測單元包括溫度傳感，pH測定儀。所述溫度傳感器檢測厭氧 發(fā)酵反應(yīng)器的溫度且發(fā)送溫度信號到控制單元，所述pH測定儀檢測厭氧發(fā)酵反應(yīng)器的酸 堿度且發(fā)送酸堿度信號到控制單元。所述控制單元控制發(fā)酵溫度控制在恒溫35°C。所述控 制單元控制厭氧發(fā)酵反應(yīng)器的酸堿度在6. 8-7. 4之間。
[0033] 所述殼體的中下部分設(shè)有控溫裝置。優(yōu)選地，殼體的下部三分之一處設(shè)有控溫裝 置。所述控溫裝置為中空密封的環(huán)形加熱器。所述環(huán)形加熱器上設(shè)有熱媒進(jìn)口和熱媒出 口。優(yōu)選地，所述環(huán)形加熱器內(nèi)的熱媒為熱水?？蛇x地，控溫裝置采用溫度可控的恒溫水浴 槽。所述控制單元通過所述溫度傳感器控制控溫裝置，可選地，控制單元控制所述控溫裝置 的電磁閥的開啟和閉合，當(dāng)水溫低于設(shè)定溫度時，控制單元啟動控溫裝置加熱，當(dāng)溫度高于 設(shè)定溫度時，控制單元啟動電磁閥，導(dǎo)入冷卻水使溫度降低至設(shè)定溫度，如此循環(huán)保持恒定 的厭氧罐發(fā)酵溫度。殼體外覆蓋一定厚度的保溫層，優(yōu)選地，所述保溫層由高分子聚合物構(gòu) 成，更優(yōu)選地，所述保溫層為聚氨酯是保溫層。
[0034] 控制單元，其連接畜禽糞便處理單元、廢水處理單元和混合單元、進(jìn)料部分和出料 部分的液壓泵和閘以及連接攪拌電機、控溫裝置和檢測單元，所述控制單元根據(jù)生產(chǎn)周期 按期望值控制液壓泵泵送畜禽糞和廢水，按預(yù)定比例混合畜禽糞便和廢水形成混合原料， 通過控制進(jìn)料部分的泵控制所述進(jìn)料部分的混合原料進(jìn)料口的進(jìn)料時機和進(jìn)料量，并且控 制單元控制發(fā)酵溫度控制在恒溫35°C和酸堿度在6. 8-7. 4之間時，控制單元發(fā)送信號啟動 攪拌電機驅(qū)動攪拌器攪動厭氧發(fā)酵反應(yīng)器內(nèi)的混合原料進(jìn)行消化反應(yīng)，產(chǎn)生沼氣和排出料 渣。本設(shè)備的控制單元準(zhǔn)確控制進(jìn)料量等因素，得到最佳的反應(yīng)條件，提高產(chǎn)氣總量以及生 產(chǎn)效率。
[0035] 料渣進(jìn)入料渣凈化單元，所述料渣凈化單元包括進(jìn)料管道、料渣固液分離單元和 廢液流出管道，所述料渣通過進(jìn)料管道進(jìn)入料渣固液分離單元，分離后的廢液從廢液流出 管道進(jìn)入料渣凈化部件，所述料渣凈化部件包括上端的進(jìn)液口、由最上層的土壤層、第二層 的微生物層、第三層的沙層以及第四的礫石層和最下層的生物膜層構(gòu)成的凈化層以及下端 的出液口。其中固氮性能強的植物，諸如石菖蒲（Acorus tartarinowii)、蘆華（Phragmites australis)、香蒲（Typhasp·)、燈心草（Juncus effuses)、菖蒲（Acorus)、黑麥草（Lolium perenne)、美人蕉（Canna edulis)、鳳眼蓮（Eichhornia crssipes)等種植在所述土壤層和 第二層微生物菌劑層之間，所述廢液在植物的吸收作用后進(jìn)入具有微生物講解作用的第二 層，進(jìn)一步凈化后的廢液通過沙層和礫石層過濾后進(jìn)入生物膜層，經(jīng)過生物膜層的過濾后， 所述廢液得到凈化。其中所述進(jìn)液口連接到所述控制單元，控制單元通過對進(jìn)水量的控制 來調(diào)整凈化進(jìn)度。本發(fā)明通過研究分析得出估算公式

【權(quán)利要求】
1. 一種帶有料渣凈化單元的處理養(yǎng)殖場廢棄物的設(shè)備，其包括： 用于處理畜禽糞便的畜禽糞便處理單元（6)底部呈向中心位置傾斜的漏斗形，包含在 廢水處理單元（7)內(nèi)的廢水分離單元（9)包括能夠分離廢水中的浮油、泡沫等浮游物以及 固體雜質(zhì)的過濾組件（11); 混合單元（12)，其包括用于將畜禽糞便和廢水按預(yù)定比例混合成混合原料的混合部 件（15)，其中所述混合原料的固體濃度的范圍為6 - 11% ; 厭氧發(fā)酵反應(yīng)器（17)，其至少包括殼體（18)、攪拌部分（22)、容納部分（24)、檢測單元 (25) 和控制單元（26)，其中 設(shè)在殼體（18)上的攪拌部分（22)包括至少一個含有攪拌軸（22b)和攪拌葉片（22c) 的攪拌器（22a)，攪拌葉片（22c)在攪拌軸（22b)的圓周上均勻分布地固定設(shè)置，其中相鄰 的攪拌葉片（22c)的攪拌面積至少一部分重疊，所述控制單元（26)控制至少一個攪拌器交 替運行； 和微生物復(fù)合菌劑投放口（20a)連通的所述容納部分（24)包括圓柱形內(nèi)壁（28)、環(huán) 繞圓柱形內(nèi)壁（28)的外壁（29)和連接所述圓柱形內(nèi)壁和外壁底部的底板（30)，所述內(nèi)壁 (28)和外壁（29)之間的環(huán)形空間（33)填充褶皺軟性生物填料（34)使得所述環(huán)形空間形 成生物膜，其中內(nèi)壁和外壁上有通孔； 包括處理器、存儲器和通信接口的控制單元（26)連接畜禽糞便處理單元（6)、廢水處 理單元（9)和混合單元（12)、進(jìn)料部分（20)和出料部分（21)的液壓泵和閘以及連接攪拌 電機、殼體（18)上的控溫裝置（19)和檢測單元（25)，其中，所述控制單元（26)根據(jù)生產(chǎn) 周期按期望值控制液壓泵泵送畜禽糞和廢水，按預(yù)定比例混合畜禽糞便和廢水形成混合原 料，通過控制進(jìn)料部分（20)的泵采用序批式的間斷進(jìn)入混合原料進(jìn)料口（20b)和進(jìn)料量， 并且控制單元（26)控制發(fā)酵溫度控制在恒溫35°C和酸堿度在6. 8-7. 4之間時，控制單元 (26) 發(fā)送信號啟動攪拌電機驅(qū)動攪拌器攪動厭氧發(fā)酵反應(yīng)器（17)內(nèi)的混合原料進(jìn)行消化 反應(yīng)，產(chǎn)生沼氣和排出料渣； 料渣凈化單元至少包括料渣凈化部件（37)，所述料渣凈化部件（37)包括上端的進(jìn)液 口（38)、由最上層的土壤層（39)、第二層的微生物層（40)、第三層的沙層（41)以及第四的 礫石層（42)和最下層的生物膜層（43)構(gòu)成的凈化層以及下端的出液口（44)，連接進(jìn)液口 (38)的所述控制單元（26)通過以下公式對進(jìn)液量的控制來調(diào)整凈化，其中
(1)式中：Q-預(yù)定的廢液流量； F-凈化層的土地面積； q-水力負(fù)荷，單位面積凈化層可以處理的廢液量比；t一運行周數(shù)； 0. 0365--換算系數(shù)。
2. 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述混合單元（12)包括第一入口（13)、第二入口 (14)、用于將畜禽糞便和廢水按預(yù)定比例混合成混合原料的混合部件（15)和用于排出混 合完全的混合原料的排出口（16)。
3. 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述內(nèi)壁（28)上設(shè)有多個第一孔（31)，所述外壁 (29)上設(shè)有多個第二孔（32)，所述底板（30)上設(shè)有第三孔（35)，所述第一孔（31)和第二 孔（32)交替排列。
4. 如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，控制單元（26)控制所述控溫裝置（19)的電磁閥的開啟 和閉合，當(dāng)水溫低于設(shè)定溫度時，控制單元啟動控溫裝置（19)加熱，當(dāng)溫度高于設(shè)定溫度 時，控制單元啟動電磁閥，導(dǎo)入冷卻水使溫度降低至設(shè)定溫度，如此循環(huán)保持恒定的厭氧罐 發(fā)酵溫度。
5. 如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中所述褶皺軟性生物填料（34)為仿照牛瘤胃生物學(xué)特 性的褶皺軟性生物填料，所述容納部分（24)由聚丙烯或聚乙烯材質(zhì)構(gòu)成，所述內(nèi)壁（28) 和外壁（29)截面為梯形。
6. 如權(quán)利要求4或5所述的設(shè)備，其中攪拌葉片（22c)的攪拌面積重疊一半且所述控 制單元（26)控制相鄰攪拌葉片以相反轉(zhuǎn)動方向旋轉(zhuǎn)。
7. 如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中，殼體（18)外覆蓋一定厚度的保溫層，所述保溫層由 高分子聚合物構(gòu)成。
8. -種帶有料渣凈化單元的處理養(yǎng)殖場廢棄物的方法，其包括以下步驟： 提供權(quán)利要求1所述的帶有料渣凈化單元的處理養(yǎng)殖場廢棄物的設(shè)備； 通過處理單元（36)處理畜禽糞便和廢水； 通過混合單元（24)混合處理過的畜禽糞便和廢水得到混合原料； 發(fā)酵溫度控制在恒溫35°C和酸堿度在6. 8-7. 4之間時，混合原料循環(huán)進(jìn)入?yún)捬醢l(fā)酵 反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行消化反應(yīng)，產(chǎn)生沼氣和料渣，其中控制單元可根據(jù)控制反應(yīng)條件和時機來調(diào) 整產(chǎn)氣速度和產(chǎn)氣量；對所述凈化層的面積進(jìn)行調(diào)整或通過增大凈化層的厚度調(diào)整水力負(fù) 荷。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，其中通過控制進(jìn)料部分的泵控制所述進(jìn)料部分的混合原 料進(jìn)料口的進(jìn)料時機和進(jìn)料量。
10. 如權(quán)利要求8所述的方法，其中，在每次進(jìn)料前，控制單元（26)先將厭氧發(fā)酵反應(yīng) 器（17)中的料渣通過出料部分排出一定量后再泵入一定量的混合原料進(jìn)入混合原料進(jìn)料 口；通過控制進(jìn)液口（38)的流量來控制廢液凈化。
【文檔編號】C12M1/107GK104403941SQ201410729408
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月3日
【發(fā)明者】張君枝, 馬文林, 肖冰, 王齊, 邱麗佳 申請人:北京建筑大學(xué)